潘景軒-合肥腫瘤-腫瘤干細(xì)胞會(huì)議

潘景軒 中山大學(xué),2015.11.27,酪氨酸激酶抑制劑Imatinib耐藥克服策略研究,腫瘤治療,傳統(tǒng)藥物：選擇性差, 毒副作用大靶向藥物：選擇性好, 毒副作用小,分子靶向治療,引起腫瘤發(fā)生的起始原因和繼續(xù)牽引力量腫瘤細(xì)胞高表達(dá);正常細(xì)胞不/低表達(dá),基因修補(bǔ)/干預(yù)單克隆抗體小分子化合物: 可控,可穿透胞膜,作用快,排謝快。 Gleevec (STI571, 格列衛(wèi)),靶點(diǎn):,攻擊手段:,慢性粒細(xì)胞性白血病(CML),1960，Peter Nowell 和David Hungerford CML “費(fèi)城染色體”，見于-95%CML。1973，染色體易位t(9,22)。,Janet Rowley,1985, CML病人，Bcr-Abl cDNA,Bcr-Abl酪氨酸激酶,Ras,Raf,MEK,Erk,AKT,PI3K,mTOR,Stat3,Stat5,Regulation of gene transcription(Mcl-1, Bcl-XL, cyclin D1),Nucleus,Cytoplasmic,Bcr-Abl,Cell proliferation, Survival, Oncogenesis,Membrane,Bcr-Abl CML治療的靶點(diǎn),Bcr-Abl是引起CML的起始原因(1990)：,CML細(xì)胞生長(zhǎng)是否繼續(xù)依賴 Bcr-Abl？,人的Bcr-Abl cDNA轉(zhuǎn)染正常骨髓細(xì)胞，回輸給正常小鼠，發(fā)生類CML 轉(zhuǎn)Bcr-Abl基因小鼠發(fā)生類CML,Brian Druker,1995年12月ASH年會(huì)，Brian Druker做了報(bào)道。,1993，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)小分子化合物 STI571 (Signal Transduction Inhibition)在體外選擇性地殺死 90%的CML細(xì)胞而不殺傷正常細(xì)胞。,STI571小分子化合物的發(fā)現(xiàn),1990，Ciba-Geigy制藥公司Alex Matter等研制小分子化合物抑制PKC。,How Does STI571 Work?,Kinase: Bcr-Abl,STI571,1996年，狗, 對(duì)肝有毒1997年，合適的劑量, 猴子,對(duì)肝無毒。 1997年，Peter Graf研究出了STI571的口服制劑 配方，取代靜脈注射法。,STI571小分子化合物的發(fā)現(xiàn),I期臨床試驗(yàn),1998年6月，Druker，Charles Sawyers及Moshe Talpaz等人共同執(zhí)導(dǎo)I期臨床試驗(yàn)。 CML病人入組的標(biāo)準(zhǔn)：干擾素治療（傳統(tǒng)治療）失敗，不適合骨髓移植，處于慢性期。Gleevec (STI571)，25 mg/d起，每月增加劑量。200-300 mg/d，CML外周血白細(xì)胞下降，5個(gè)月后，病人骨髓Bcr-Abl陽性細(xì)胞減少到檢測(cè)不出的水平 。至1999年夏共招募了149例CML，90%有效。,Gleevec,Gleevec was FDA-approved as first-line therapy for CML,Gleevec, imatinib mesylate, STI571,酪氨酸激酶抑制劑Gleevec: 成就,Its a milestone because Gleevec is the first small-molecule drug that works by targeting the specific biochemical defect that causes the cancer.,2001年世界十大科技突破之一Breakthrough Of The Year, Dec 2001,Gleevec (STI571, 格列衛(wèi))靶點(diǎn): Bcr-Abl c-KIT PDGFR 里程碑 新紀(jì)元慢粒白血病等臨床一線用藥臨床治療: 95%有效,Gleevec獲得性耐受重大挑戰(zhàn),14,靶基因突變,靶基因擴(kuò)增,靶基因非依賴性腫瘤克隆形成,其他,Bcr-Abl c-KIT PDGFR,靶蛋白分子構(gòu)象改變,Bcr-Ablc-KITPDGFR,靶蛋白高表達(dá),Gleevec耐受,新化合物,腫瘤干細(xì)胞,15,2nd-generation TKIs are not effective against Gleevec-resistance due to “gate-keeper”point mutations,Dasatinib,Nilotinib,Bcr-Abl c-KIT PDGFR,T315I D816V T674I,根據(jù)激酶活性中心計(jì)算機(jī)輔助合理藥物設(shè)計(jì),化合物文庫,計(jì)算機(jī)模擬篩選,合成,小分子化合物來源,生物學(xué)活性檢測(cè)與藥效學(xué)研究,先導(dǎo)化合物,靶基因突變,靶基因擴(kuò)增,靶基因非依賴性腫瘤克隆形成,其他,Bcr-Abl c-KIT PDGFR,靶蛋白分子構(gòu)象改變,Bcr-Ablc-KITPDGFR,靶蛋白高表達(dá),Gleevec耐藥,新化合物,T315I D816V T674I,EXEL-0862: 克服Gleevec耐受的新化合物發(fā)現(xiàn)：能結(jié)合并抑制D816V c-KIT和T674I PDGFR 殺傷攜帶有突變體酪氨酸激酶的腫瘤細(xì)胞意義：為相關(guān)白血病患者治療提供一種可能的新藥研制新結(jié)構(gòu)的化合物克服Gleevec耐受的策略可行第一作者:Blood 2007Leukemia 2007,18,18,基于酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、合成了結(jié)構(gòu)全新的噻唑胺類化合物和芳基炔類化合物（目前已累計(jì)1000余種）,19,19,能克服Gleevec耐藥的新結(jié)構(gòu)化合物,S116836,126332,126349,(1) GZD824 J Med Chem 2013 (2) S116836 Oncotarget 2014, Cancer Biol Ther 2014 (3) 126332和126349 Cancer Lett 2014 (4) Ponatinib Mol Cancer Ther 2014, Mol Cancer 2014 (5) DCC-2036 PloS One 2013 (6) SNS-032 Clin Cancer Res 2012,GZD824抑制T315I Bcr-Abl,GZD824, S116836,J Med Chem 2013,性狀：白色或微黃色粉末狀晶體熔 點(diǎn)：158-160 C分子量：532.56 （724.77，甲磺酸鹽）中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?01010216603.7 ；200910193571.0 PCT申請(qǐng)：2011最大吸收波長(zhǎng)：285nm3nm,GDZ824,IC50 (nM),與丁克教授合作,T315I Bcr-Abl CML,21,21,能克服Gleevec耐藥的新結(jié)構(gòu)化合物,S116836,126332,126349,(1) GZD824 J Med Chem 2013 (2) S116836 Oncotarget 2014, Cancer Biol Ther 2014 (3) 126332和126349 Cancer Lett 2014 (4) Ponatinib Mol Cancer Ther 2014, Mol Cancer 2014 (5) DCC-2036 PloS One 2013 (6) SNS-032 Clin Cancer Res 2012,22,S116836抑制PDGFR及其下游信號(hào)通路,A,B,23,23,S116836抑制PDGFR突變體耐藥細(xì)胞的增殖,細(xì)胞活力,克隆形成能力,24,24,S116836誘導(dǎo)PDGFR突變體耐藥細(xì)胞的凋亡,B,25,25,S116836的藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究,S116836大鼠的生物利用度為35.3%。,26,26,S116836誘導(dǎo)凋亡的關(guān)鍵蛋白-BH3-only蛋白Bim,A,B,27,27,S116836誘導(dǎo)Bim上調(diào)的機(jī)制,C,D,E,28,28,S116836的體內(nèi)抗腫瘤作用,通訊作者: Oncotarget. 2014,29,29,能克服Gleevec耐藥的新結(jié)構(gòu)化合物,S116836,126332,126349,(1) GZD824 J Med Chem 2013 (2) S116836 Oncotarget 2014, Cancer Biol Ther 2014 (3) 126332和126349 Cancer Lett 2014 (4) Ponatinib Mol Cancer Ther 2014, Mol Cancer 2014 (5) DCC-2036 PloS One 2013 (6) SNS-032 Clin Cancer Res 2012,30,126332能克服D816V KIT引起的Gleevec耐藥,A,B,C,D,通訊作者：Cancer Lett. 2014.,根據(jù)激酶活性中心計(jì)算機(jī)輔助合理藥物設(shè)計(jì),化合物文庫,計(jì)算機(jī)模擬篩選,合成,小分子化合物來源,生物學(xué)活性檢測(cè)與藥效學(xué)研究,先導(dǎo)化合物,Structure of triptolide,Tripterygium wilfordii Hook. f.,靶基因突變,靶基因擴(kuò)增,靶基因非依賴性腫瘤克隆形成,其他,Bcr-Abl c-KIT PDGFR,靶蛋白分子構(gòu)象改變,Bcr-Ablc-KITPDGFR,靶蛋白高表達(dá),Gleevec耐受,T315I D816V T674I,翻譯后,轉(zhuǎn) 錄,翻 譯,抑制劑,意義：,為相關(guān)腫瘤的治療提供了一種可能的新途徑提示通過抑制基因轉(zhuǎn)錄克服Gleevec耐受是有效的策略,通訊作者:Cancer Sci. 2009Cancer Sci. 2009Cancer Lett. 2010,D816V C-KIT胃腸間質(zhì)瘤T674I PDGFR高嗜酸白血病V617F JAK2 骨髓增殖病(MPD),克服Gleevec耐受: 抑制轉(zhuǎn)錄,發(fā)現(xiàn)：Triptolide殺傷下列點(diǎn)突變體引起的Gleevec耐受,對(duì)Triptolide進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化,Celastrol,Tripterygium wilfordii Hook. f.,基因突變,基因擴(kuò)增,腫瘤干細(xì)胞,其他,Bcr-Abl c-KIT PDGFR,靶蛋白分子構(gòu)象改變,Bcr-Ablc-KITPDGFR,靶蛋白高表達(dá),翻譯后,Gleevec耐藥,轉(zhuǎn) 錄,翻 譯,新化合物,抑制劑,T315I D816V T674I,化療耐受、腫瘤復(fù)發(fā)的根源：腫瘤干細(xì)胞,腫瘤干細(xì)胞的特性：,自我更新增殖和分化潛能靜止?fàn)顟B(tài),問題：迫切需要尋找能殺傷腫瘤干細(xì)胞的藥物。,靶基因突變,靶基因擴(kuò)增,旁路機(jī)制: 靶基因非依賴性腫瘤克隆形成,其他,50%,Bcr-Abl,驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生長(zhǎng),Y,Z,X,imatinib耐藥機(jī)制,腫瘤干細(xì)胞,PARP,Actin,Pro-caspase 3,Active Caspase 3,PJ6038 36 h,KBM5,KBM5-T315I,C,10,25,50 nM,C,10,25,50 nM,Cyto C,Actin,AIF,KBM5,KBM5-T315I,C,10,25,50 nM,C,10,25,50 nM,PJ6038 36 h,KBM5,KBM5-T315I,C,10,25,50 nM,C,10,25,50 nM,Survivin,Bcl-2,Bcl-XL,XIAP,Actin,Bim,Mcl-1,小分子探針PJ6038抑制CML耐藥細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)凋亡,PJ6038 36 h,42,Input biotin biotin-PJ6038,Western blotting,-catenin 是小分子探針PJ6038的結(jié)合蛋白,A,B,C,K562,C 0.25 0.5 1.0 M,Actin,Bcr-Abl,D,-catenin,43,NBM,CML,#1 #2 #3 #1 #2 #3,Actin,B,-catenin 在白血病干/祖細(xì)胞 (CML CD34+ )中高表達(dá),A,-catenin,CD34+ cells,44,PJ6038誘導(dǎo)CML 干/祖細(xì)胞凋亡并增加其對(duì)Gleevec的敏感性,A,45,CML #3,0 1.0 0 1.0 0 1.0,Bcr-Abl,-catenin,Actin,CML #1,CML #2,PJ6038, M,CD34+ cells,B,每周半量換液2次，5周后收集細(xì)胞，種植在甲基纖維素培養(yǎng)基中,PJ6038降低CML 干/祖細(xì)胞的自我更新能力（LTC-IC）,CML BM 標(biāo)本,80 Gy,用探針處理1周,long-term culture-initiating cell (LTC-IC) medium,2-3周計(jì)數(shù)克隆數(shù)目,Quantitation of LTC-IC using Bulk Cultures,*,*,*,*,*,*,PJ6038降低CML 模型小鼠骨髓中LSK 細(xì)胞的比例,骨髓,沉默-catenin誘導(dǎo) CML 干/祖細(xì)胞凋亡,A,B,Control,sh r-catenin #1,sh r-catenin #2,Without Gleevec,With Gleevec,Annexin V-FITC,CD38-PE,48,*,*,*,*,*,*,Control, -catenin shRNA,沉默-catenin 降低CML 模型小鼠骨髓中LSK 細(xì)胞的比例,骨髓,Self-renewal,-catenin,leukemia progenitor cells,differentiation,myeloid Leukemia,CML stem cells,PJ6038,Gleevec,Bcr-Abl,HSC,Normal hematopoietic stem cells,LSC,50,第二代TKIs: nilotinib, dasatinib